[發明專利]基于緩存區容量計算的自動化生產線優化方法

有效

• 申請號: 201910536111.7
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110276126B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李浩;李昕奇;李方俊;李俊峰;王生捷
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0633;G06F30/20;G06Q50/04
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 李明里;叢洪杰

本發明涉及一種基于緩存區容量計算的自動化生產線優化方法，屬于自動化生產線優化設計技術領域，解決了現有技術未能消除設備故障率造成生產線物流堵塞以及生產效率低下、緩存區容量公式復雜且精度不高的問題。該方法包括如下步驟：確定自動化生產線的各工序生產參數、關鍵段瓶頸工序；根據初始生產線的工藝流程和工廠布局，建立自動化生產線仿真模型，加載各工序生產參數后運行，獲得生產效率評價指標；改變各工序生產參數的數值，重新運行所述模型，根據仿真結果確定影響生產線生產效率的因素以及優化數值；在關鍵段瓶頸工序兩側分別設置緩存區，再次運行所述模型，獲得不影響生產線生產效率的緩存區容量；更新初始生產線，作為優化后的生產線。

技術領域

本發明涉及自動化生產線優化設計技術領域，尤其涉及一種基于緩存區容量計算的自動化生產線優化方法。

背景技術

自動化生產線的優劣代表了一個國家的工業發展程度，是國家綜合實力和制造技術發達程度的綜合體現。目前，很多自動化生產線都存在生產效率低下、設備利用率低、生產物流堵塞等問題，嚴重制約企業的生產效益。因此，研究人員開始日益關注自動化生產線的改進，期望提高生產線的生產效率、設備利用率，降低企業成本，提高企業競爭力。

現有技術中，存在通過改變決策參數、增加機器數量、綜合調整統一加工時間分布優化生產線的方法；通過合理設置生產線節拍，使生產線上工位的閑置時間與超載時間之和最小化，從而使工位利用率達到最大化的方法。上述兩種生產線優化方法雖然提高了生產線的生產效率，但由于未考慮設備故障、人員操作時間變化等造成的生產波動對生產線的影響，實際效果并不理想。現有文獻還公開了一種能夠減少生產波動對生產效率影響的方法，但需要將生產工藝拆分成多個功能段，然后將每個功能段的每工位進行拆分，最后行成可行布局方案，并求解所有[N，S]方案的整體節拍時間平均值最小的作為目標生產線的優化布局方案，操作復雜，求解量巨大，對于生產工藝多、設備多的生產線，優化周期較長。

現有的針對生產線緩沖區容量分配的方法中，計算緩沖區容量的方法較為復雜，相關因素太多導致計算精度受限、計算量較大。例如，現有文獻公開了一種兩級串行生產線可用度與緩沖區容量之間的關系，獲得故障率、修復率、生產率統計需要大量樣本，并且實際應用中故障率、修復率、生產率統計結果精度不高，而可用度與故障率、修復率、生產率以及緩沖區容量有關，多個精度不高的值累加計算獲得的結果精度更低。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種基于緩存區容量計算的自動化生產線優化方法，用以解決現有技術未能消除設備故障率造成生產線物流堵塞以及生產效率低下、緩存區容量公式計算復雜且精度不高的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種基于緩存區容量計算的自動化生產線優化方法，包括如下步驟：

確定自動化生產線的各工序生產參數、關鍵段瓶頸工序，并對初始生產線的運營情況進行信息采集，獲得各工序生產參數的變化范圍；

根據初始生產線的工藝流程和工廠布局，建立自動化生產線仿真模型，加載各工序生產參數的初值后運行，獲得生產效率評價指標；

在所述變化范圍內改變各工序生產參數的數值，重新運行所述自動化生產線仿真模型，根據仿真結果中生產效率指標的變化確定影響生產線生產效率的因素以及其優化數值；

在所述關鍵段瓶頸工序兩側分別設置緩存區，再次運行所述自動化生產線仿真模型，獲得不影響生產線生產效率的緩存區容量；

根據所述不影響生產效率的因素以及其優化數值、不影響生產線生產效率的緩存區容量更新所述初始生產線，作為優化后的生產線。